Влияние экзогенных кетонов на когнитивные функции у пожилых людей с преддиабетом?

Метаболическая дисфункция и нарушение энергетического метаболизма мозга всё чаще признаются ранними факторами, способствующими когнитивному снижению и риску развития деменции. Сахарный диабет 2 типа является хорошо установленным фактором риска когнитивных нарушений; однако менее известно, присутствуют ли уже церебральные метаболические изменения на стадии преддиабета, до клинически очевидных когнитивных симптомов. Преддиабет характеризуется нарушением регуляции глюкозы и ранней инсулинорезистентностью, что может снижать эффективность транспорта и утилизации глюкозы в мозге. Поскольку глюкоза является основным топливом для мозга в обычных диетических условиях, даже незначительное снижение церебрального захвата глюкозы может создать относительный энергетический дефицит, влияющий на нейронную эффективность и когнитивные функции.

Снижение церебрального метаболизма глюкозы наблюдалось за годы до появления симптомов деменции. Эти изменения особенно заметны в лобных и теменно-височных областях, которые поддерживают когнитивные функции высшего порядка, включая скорость обработки информации. Скорость когнитивной обработки является одной из первых когнитивных областей, снижающихся как при метаболических заболеваниях, так и при нейродегенеративных состояниях, и тесно связана с функциональной независимостью у пожилых людей. Таким образом, выявление ранних метаболических и нейронных изменений у лиц с преддиабетом может дать представление о механизмах, связывающих метаболическую дисфункцию с последующим риском деменции.

В этом исследовании используется гибридная позитронно-эмиссионная томография с фтордезоксиглюкозой в сочетании с магнитно-резонансной томографией (18F-ФДГ ПЭТ/МРТ) для количественной оценки регионального захвата глюкозы мозгом, пока участники выполняют задание на скорость когнитивной обработки во время сеанса визуализации. Фтордезоксиглюкоза (ФДГ) — это радиоактивно меченный аналог глюкозы, который позволяет измерять захват глюкозы тканями в качестве показателя метаболической активности. Одновременная магнитно-резонансная томография (МРТ), включая функциональную МРТ (фМРТ), предоставляет дополнительные показатели нейронной активации и вовлечения сетей во время выполнения задания. Такой мультимодальный подход позволяет оценить нейронную эффективность, определяемую как производительность при выполнении когнитивного задания относительно регионального захвата глюкозы и изменений сигнала, зависящего от уровня кислорода в крови (BOLD).

Первая цель исследования — определить, демонстрируют ли пожилые люди с преддиабетом сниженный региональный захват глюкозы мозгом и более медленную скорость когнитивной обработки по сравнению с метаболически нормальными пожилыми людьми. Метаболический статус будет характеризоваться с использованием стандартизированных клинических тестов для определения гликемического фенотипа. Основным нейронным исходом является региональный захват ФДГ во время выполнения задания, а основным когнитивным исходом — производительность при выполнении задания на скорость обработки, полученная во время сканирования.

Вторая цель — определить, изменяет ли острое повышение циркулирующих кетоновых тел за счёт приёма экзогенного кетонового моноэфира (DeltaG, Оксфорд, Англия) когнитивные функции и церебральный захват глюкозы. Кетоновые тела, включая бета-гидроксибутират, служат альтернативным топливом для мозга и могут утилизироваться даже при нарушении метаболизма глюкозы. Острая кетоновая добавка повышает концентрацию циркулирующих кетонов без необходимости длительной диетической модификации. Это исследование оценивает, влияет ли острое предоставление альтернативного метаболического субстрата на нейронную эффективность и скорость когнитивной обработки у лиц с риском метаболически обусловленного когнитивного снижения.

Вместе эти цели позволят выяснить, связана ли ранняя метаболическая дисрегуляция с измеримыми изменениями в метаболизме глюкозы в мозге и когнитивных функциях, и может ли краткосрочное добавление метаболического субстрата модулировать эти взаимосвязи. Результаты послужат основой для будущих механистических и интервенционных исследований, направленных на метаболические пути для сохранения здоровья мозга у групп стареющего населения с повышенным риском.